Deneyin Yapılışı: Deneyin Adı Çentik Darbe (Vurma) Deneyi

Transkript

1 1 Deneyin Adı Çentik Darbe (Vurma) Deneyi Deneyin Amacı : Yavaş ve sürekli artan tek eksenli gerilme altında sünek veya tok olarak davranan bir malzeme değişik koşullarda gevrekleştirilebilir.malzemelerin gevrek kırılma etkisinde yeter tokluğa veya plastik şekil değişikliğine sahip olup olmadığının tespiti için çentik darbe (vurma) yöntemi uygulanır. Vurma deneyi, çelik ve çelik döküm malzemeler için yapılabildiği gibi demir dışı metaller içinde yapılabilir.yöntemin basit şekli aşağıdaki gibidir. Numune Mesnet Deneyin Yapılışı: Deney, sarkaçlı vurma cihazında yapılır. Cihazın sarkaç çekici önceden belirlenmiş bir H yüksekliğinden düşer ve en alt noktada arka yüzüne vurduğu çentikli numune parçasını eğmeye zorlar. Burada çekiç, hava ve çekicin sap kısmının yataklandığı yerde oluşan sürtünmeleri yenmesi gerekmektedir ve bundan dolayıdır ki,çekiç numuneye vurmadan önce enerjisinde belli miktarda kayıplar ile karşılaşır. Deney parçasının kırılması veya desteklerin arasından şekil değiştirerek geçmesi için sarkaç enerjisinin bir kısmı kırma işi olarak tüketilir. Bu değer cihaz göstergesinden doğrudan doğruya okunur. Vurma değeri çentik dibindeki anma kesitine oranlanırsa çentik darbe mukavemeti elde edilir. αç=ek/a

2 2 Yaptığımız Deney İşlem Sırası: 1- Deney için uygun standartlarda hazırlanmış deney numunesi alındı. 2- Numune çentik kısmı çekicin vuracağı yönün tersine doğru,çentik mesnetlerin tam ortasına doğru gelecek şekilde yerleştirildi. 3- Çekiç düşey konuma getirilecek şekilde en üst noktaya kaldırıldı. (150 ye çıkartıldı,burada cihazın özelliğine bağlı olarak çekicin kaldırılmasıyla 30 kgm lik bir enerji kazandırılmış oldu) 4- Daha sonra çekiç sistemini ayakta tutan mandal çekildi ve çekiç serbest olarak harekete geçti. 5- Vurma işi olarak 10,6 kgm lik enerji deney makinesinden tespit edildi. ELEKTRİK ARK KAYNAĞINDA ITAB TANE İRİLEŞMESİNİN ETÜDÜ Kaynak şartları olarak levha kalınlığı azaldıkça,ön tavlama sıcaklığı ve paso uzunluğu arttıkça taneler irileşmekte,bağlantı yerinde kesişen parça sayısı arttıkça ise daha ufak taneler elde edilmektedir.tane çapı ufaldıkça kaynaklı bağlantının mukavemeti artmaktadır. Kaynaklı bağlantıların mukavemet davranışları üzerine tane büyüklüğünün önemli etkisi vardır.tanelerin mümkün olduğu kadar ufaltılması ve tane irileşmesinin olduğu bölgelerde sıcaklıkların kısa süreli tutulması gerekmektedir.burada alınacak bir diğer önlemde sıcaklık girdisinin az olmasını sağlamak. ARAŞTIRMA KONUSU : KAYNAK HATALARI VE BUNLARIN GİDERİLMESİ 1- Şekil ve Ölçü Hataları: a ) Aynı Kalınlıkta Parçalar Aynı Hizada Değilse : Aynı kalınlıkta uç uca kaynak edilen iki parça aynı hizada değilse,burada çentik etkisi olup dinamik yüklerde tehlike arz eder.kazancılıkta 0,2 mm kadar seviye farkı kabul edilebilir.

3 3 b ) Dikişte Fazla Yükseklik : Fazla yükseklik,bileşmenin statik yüklere mukavemetine zarar vermekle beraber dinamik yükler bakımından sakıncalıdır zira köşelerde,çentik tesiri yapan keskin açılar veya bindirmeler teşkil eder. c ) Metal Eksikliği : 1- Çukur dikişler : Kaynak ağzı tam dolmamış veya ağız aralığı fazla olduğundan kök pasosu çökmüştür. 2- Çok yaygın köşe kaynakları : Çok yavaş ilerleme hızı,hatalı elektrod meyli. 3- İyi dolmamış krater: 4- Köşelerin ergimesi : 5- Dikişlerin çirkin görünüşü :Ark uzunluğu,amperaj,kusurlu çalışma sebepleridir. 2 ) Yapı Doku Hataları : a ) Nüfuziyet azlığı : 1) Küt alın kaynaklarına da sık rastlandığı gibi ince bir oksit filmi aradan sızıp ters tarafa geçer ve iyi nüfuziyet etmiş bir kaynak görünüşü arz eder. 2) Arklı küt alın kaynaklarında bir miktar ergimiş metal arktan aşağıya sarkar.bu metal alt yüzeylere sadece yapışmıştır. Sebepleri : Genel olarak düşük amperaj,uygun olamayan elektrod salıntısı,çapı (kaynak ağzının dibine erişemeyen fazla büyük çap) ve kaynak ağzı ile kaynak hızı,fazla uzun ark. b) Fazla nüfuziyet : Ters tarafta çöküntü veya sarkan iri damlalar halinde belirir. Sebepleri : Ağız aralığının fazla olması,kötü hazırlanmış bir ağız,yüksek amper,uygun olmayan elektrod ve elektrod hareketi. c) Yanma kertikleri : Dinamik yükler altında çentik etkisi yapıp kırılmalar yol açar.

4 4 d) Dikişe cüruf ve oksit girmesi : Parçalar oksijenle kesildikten sonra kenarlar temizlenmeden kaynağa başlanırsa birleşmeye cüruf girmesi olağandır.ark uzun tutulursa elektrod örtüsü banyoyu havanın olumsuz etkilerinden koruyamaz. e) Süngerlilik (gözenekli olma hali,kaynak dikişinin hidrojen absorbsiyon etmesi): Sıkışmış gazların kaçmaya vakit bulamamalarından ileri gelir. Kaynak dikişinin hidrojen absorbsiyon etmesi : Kaynak sırasında hidrojen absorbsiyonu,katılaşmış kaynak metalinde porozite,balık gözlerine ve ITAB da çatlama gibi çeşitli problemlere yol açar.çünkü azot gibi hidrojende demirde reaksiyon ile ayrışır. 1- Paslı,boyalı,yağlı vb. parçaların temizlenmeden kaynak edilmesi. 2-Kaynak banyosunun çabuk katılaşması. 3-Parçaların ıslaklığı ve elektord örtüsünün rutubet almış olması. 4-Akım şiddetinin zayıf olması. f) Çatlamalar : Bunlar soğumanın başında veya sonunda meydana gelir. 1) Sıcakta Çatlamalar : Bunlar, alaşımsız çeliklerde karbon ve kükürt oranları belli bir değeri aşınca meydana çıkar.daha çok kök pasolarda görünürler.ön ısıtma kök pasosunun çatlama ihtimalini asgariye indirir. 2) Soğukta Çatlamalar : Bunlar, daha çok % 0,25 den yukarı karbonlu çeliklerde görülür.önlemek için düşük hidrojenli elektrodlar kullanılamalıdır.ayrıca ön ısıtmada yapılabilir. 3) Kaynak dikişinin hidrojen absorbsiyon etmesi : Kaynak sırasında hidrojen absorbsiyonu,katılaşış kaynak metalinde porozite,balık gözlerine ve ITAB da çatlama gibi çeşitli problemlere yol açar.çünkü azot gibi hidrojende demirde reaksiyon ile ayrışır. SÜNEKLİĞİ ARTTIRAN ETKENLER Tane Sınırları: Dislokasyonlar hareketlerini içinde bulundukları kayma sistemleri boyunca sürdürerek yüzeye çıkarlar. Taneler arasında bulunan tane sınırları amorf yapıdadır. Dislokasyonlar bu tür yapılı tane sınırlarına rastlayıca hareketlerine devam edemezler ve sınır boyunca yığılırlar. Yığılan dislokasyonların meydana getirdiği gerilme alanı arkadan gelenlerin hareketini zorlaştırır. Bu nedenle şekil değiştirmeyiarttırmak için gerilmeyi yükseltmek gerekir. Taneler küçüldükçe birim hacimdeki tane sınırı alanı büyür, kaymaya karşı direnç artar, bunun sonucu plastik şekil değiştirme zorlaşır, dolayısıyla sertlik ve mukavemet artar, fakat süneklik azalır.

5 5 Dislokasyonların Karşılıklı Etkileşmesi ve Distorsiyonlar: Dislokasyonların çevrelerinde mevcut gerilme alanları nedeni ile karşılıklı olarak etkileşirler. Karşılşan aynı işaretli dislokasyonların gerilme alanları etkilenir, zıt işaretlilerinki ise birbirlerini yok eder. Birbirlerini kesen dislokasyonlarda Burger vektörü kadar basamak oluşur, boyları, dolayısıyla enerjileri artar. Diğer taraftan kayma düzlemlerini delen dislokasyon çizgileri bir dislokasyon ormanı oluştururlar, bunlara rastlayan dislokasyon çizgileri aralarında yaylanarak gaçmeye zorlanırlar. Gerilme arttırıldığı zaman değişik düzlemler üzerinde birden fazla kayma sistemi etkin hale gelerek birbiri ile etkileşirler. Ayrıca aşırı zorlamalar kristal düzlemlerini distorsitona uğratır, düzlemlerin düzgünlüğünü bozar. Bu durumda dislokasyonların hareketi dahada zorlaşır. Bütün bu etkenler nedeni ile plastik şekil değiştirme sürekli olarak zorlaşır, dolayısıyla sertlik ve mukavemet artar. Bu şekilde plastik şekil değiştirme sonucu oluşan sertlik artışına şekil değiştirme sertleşmesi veya pekleşme denir. Metallerdeplastik şekil değiştirme arttıkça sertlik ve mukavemet yükselir, süneklik azalır, aynı zamanda enerji artar. Alaşımlandırma: Arı metaller genellikle yumuşak ve düşük mukavemetli olurlar ve kolay şekil değiştirirler. Arı metallere katılan alşım elemanları özellikleri önemli ölçüde değiştirir, genellikle ısı ve elektrik özellikleri azalır, dislokastonların hareketi zorlaşır, dolayısıyla sertlik ve mukavemet artar, süneklik azalır. Alaşımlarda mukavemeti arttırıcı iki ana etken vardır. Birincisi kafes yapısında hğomojen dağılmış yabancı atomlar, ikincisi iç yapıda dağılmış halde bulunan başka bir sert fazdır. Tane Büyüklüğünü Değiştirme: Metallerde tane büyüklüğü azaldıkça birim hacimdeki tane sınırı alanının arttığı, dislokasyon hareketlerinin engellendiği, dolayısıyla sertlik ve mukavemetin yükseldiği sünekliğin ise azaldığını biliyoruz. Metallerde katılaşma süresindeki soğuma hızı tane büyüklüğünü etkiler. Buna göre bir faz dönüşümü sıcaklığı üstündeki bir metalde hızlı soğuma sürecinde çekirdeklenme daha düşük sıcaklıklarda başlıyacağı için oluşma hızı yüksek, fakat tane boyutları küçük olur ve sonuçta ince taneli yapı elde edilir. Yavaş soğumada az sayıda fakat büyük taneler oluşur ve dolayısıyla kaba taneli yapı meydana gelir. Yüksek sıcaklıktaki bir metal soğurken faz dönüşümü söz konusu değilse soğuma hızı tane büyüklüğünü etkilemez. Isıl İşlemlerle Mukavemet Arttırma ve Çökelme Sertleşmesi: Metallerde dengeli soğuma süresinde oluşan yapılar kararlı olup belirli özelliklere sahiptirler. Denge diyagramları bileşim ve sıcaklığa bağlı olarak oluşan kararlı fazları ve faz dönüşüm sıcaklıklarını gösterirler. Bu durumda soğuma süresimde faz dönüşüöleri zorlayıcı etki bulunmaksızın kendiliğinden tamamlanır. Ancak kontrollü ısıtma ve soğutma işlemleri

6 6 ile sağlanan aşırı koşullar altında denge hali faz dönüşümleri kısmen veya tamemen önlenebilir. Bu koşullarda elde edilecek bazı denge dışı yarı kararlı fazlar üstün özelliklere sahip olabilirler. Bu ilkelere dayanarak endüstride çeşitli ısıl işlemler geliştirilmiştir. Bir ana faz içinde çok küçük parçacıklar halinde çökelmiş ikinci bir faz şekil değiştirmeyi çok kısıtlar, dolayısıyla sertlik ve mukavemet artar süneklik azalır.